CN115263581A - 一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置和方法，其包括连接在发动机排气管上的涡轮机和后处理系统，发动机的进气管上依次连接有空滤器、压气机、中冷器和节流阀，在涡轮机和压气机之间装有增压器，排气管的部段与节流阀和进气管的部段之间连接有EGR管路，EGR管路上装有EGR阀和EGR冷却器，空滤器和压气机之间的进气管的部段上依次连接有进气阻力压力传感器和流量传感器，进气管与发动机的连接部位设有进气压力传感器，所述增压器、进气阻力压力传感器、流量传感器、进气压力传感器、节流阀和EGR阀皆与发动机的ECU电连接。本发明具有能充分且实时控制发动机的进气量和进气压力从而减小空滤器阻力对发动机性能和排放的影响的优点。

Description

一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置和方法。
背景技术
空滤器作为发动机进气系统主要部件之一，主要为发动机提供清洁、干燥、充足的空气。随着排放法规的不断升级，发动机技术不断提升，各系统对空气的清洁度要求也越来越高。空滤器堵塞势必会影响空滤器性能的下降，目前采用EGR+电控放气阀增压器（E-WGT）或可变截面增压器（VGT）的技术路线，EGR采用进气量闭环、增压器采用进气压力闭环控制，双闭环控制对边界条件（如进气阻力、温度等）影响比较敏感。针对EGR加E-WGT或VGT发动机，随着空滤器使用时间推移阻力会增加，空滤器阻力的增加会降低进气量或废气量和进气压力，此时EGR阀开度会减小、E-WGT或VGT开度减小，两者的变化会提升发动机排气压力，导致泵气功增加，发动机性能和排放恶化。因此为保证发动机满足排放和性能要求，有必要增加相关传感器监测空滤器状态并实时对发动机数据进行相关修正避免性能和排放的恶化。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置，该装置在空滤器后增加压力传感器测量进气阻力，通过空气阻力修正曲线及修正MAP分别对发动机进气量和进气压力设定值进行修正，减小空滤器状态对发动机性能和排放的影响。
为解决上述技术问题，所提供的减少进气阻力对发动机性能影响的装置，其包括连接在发动机排气管上的涡轮机和后处理系统，发动机的进气管上依次连接有空滤器、压气机、中冷器和节流阀，在涡轮机和压气机之间装有增压器，涡轮机和发动机之间的排气管的部段与节流阀和发动机之间的进气管的部段之间连接有EGR管路，EGR管路上装有EGR阀和EGR冷却器，其特征在于，所述空滤器和压气机之间的进气管的部段上依次连接有进气阻力压力传感器和流量传感器，进气管与发动机的连接部位设有进气压力传感器，所述增压器、进气阻力压力传感器、流量传感器、进气压力传感器、节流阀和EGR阀皆与发动机的ECU电连接。
采用上述结构后，通过进气管的部段上依次连接有进气阻力压力传感器和流量传感器，实时监测空滤器中进气的压力和流量，并通过进气压力传感器实时监测进入发动机的气体压力，通过发动机ECU的控制，使增压阀的开度以及EGR阀的开度进行实时控制，通过空气阻力修正曲线及修正MAP分别对发动机进气量和进气压力设定值进行修正，最终进入发动机的气体达到最佳理想状态，提高发动机的性能，减小空滤器状态对发动机性能和排放的影响。
所述发动机的ECU设有比较单元，比较单元中设置有对应发动机进气量和进气压力设定值的空气阻力修正曲线和修正MAP。
所述发动机的ECU内设有用于读取发动机的转速和喷油量的读取单元以及控制增压器进气量和EGR阀开度的控制单元。
所述增压器为电控放气阀增压器或可变截面增压器。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种减少进气阻力对发动机性能影响的方法，采用上述结构的减少进气阻力对发动机性能影响的装置；
S1、发动机的ECU实时读取发动机的转速、喷油量以及进气阻力压力传感器的数值，形成读取的第一实时数据；
S2、发动机的ECU将读取的第一实时数据通过比较单元，根据基于转速和喷油量的进气阻力修正MAP0，形成基于转速和喷油量的进气量设定值MAP1；同时，根据基于转速和喷油量的进气阻力修正MAP2，形成基于转速和喷油量的进气压力设定值MAP3；
S3、发动机的ECU根据形成的进气阻力修正MAP2通过PID调节实时实现对EGR阀开度控制；发动机的ECU根据形成进气压力设定值MAP3通过PID调节实时实现对增压器的开度控制；
S4、循环步骤S1-S3通过ECU对发动机进行实时控制。
所述增压器的开度控制指的是对增压器的输出管路上的气体压力和流量的控制。
采用上述方法后，进气阻力压力传感器进行空滤器后的进气阻力测量，其中流量传感器用于进气流量闭环控制，所测量的实际值与所标定进气流量或废气流量设定值对比，通过PID控制EGR阀开度；进气压力传感器用于E-WGT或VGT闭环控制，其所测得的发动机进气压力与所标定进气压力设定值对比通过PID控制E-WGT或VGT开度；通过空气阻力修正曲线及修正MAP分别对发动机进气量和进气压力设定值进行修正，减小空滤器阻力对发动机性能和排放的影响。
综上所述，本发明具有能充分且实时控制发动机的进气量和进气压力从而减小空滤器阻力对发动机性能和排放的影响的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明中装置的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明中方法的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提供了一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置和方法，图1中只是示意出了各个部件的连接结构，并不是对其具体结构的限制，该装置包括连接在发动机1的排气管2上的涡轮机3和后处理系统4，发动机1的进气管5上依次连接有空滤器6、压气机7、中冷器8和节流阀9，在涡轮机3和压气机7之间装有增压器10，所述增压器10可以为电控放气阀增压器或可变截面增压器，涡轮机3和发动机1之间的排气管2的部段与节流阀9和发动机1之间的进气管5的部段之间连接有EGR管路11，EGR管路11上装有EGR阀12和EGR冷却器13，所述空滤器6和压气机7之间的进气管5的部段上依次连接有进气阻力压力传感器14和流量传感器15，进气管5与发动机1的连接部位设有进气压力传感器16，所述增压器10、进气阻力压力传感器14、流量传感器15、进气压力传感器16、节流阀9和EGR阀12皆与发动机1的ECU电连接。
参照图1所示，图中未示意出发动机的ECU，发动机的ECU与上述各个部件的电连接结构为现有技术，在此不详细描述，所述发动机的ECU设有比较单元，比较单元中设置有对应发动机进气量和进气压力设定值的空气阻力修正曲线和修正MAP；所述发动机的ECU内设有用于读取发动机的转速和喷油量的读取单元以及控制增压器进气量和EGR阀开度的控制单元，在ECU中设置上述比较单元以及控制单元的具体结构，本领域技术人员根据上述功能说明可以进行自行设置（采用何种规格的ECU，也可以采用相应的结构设置），在此不详细描述。
参照图2所示，本发明还提供了一种减少进气阻力对发动机性能影响的方法，其采用上述结构的减少进气阻力对发动机性能影响的装置；其包括以下步骤：
S1、发动机的ECU实时读取发动机的转速、喷油量以及进气阻力压力传感器的数值，形成读取的第一实时数据；
S2、发动机的ECU将读取的第一实时数据通过比较单元，根据基于转速和喷油量的进气阻力修正MAP0，形成基于转速和喷油量的进气量设定值MAP1；同时，根据基于转速和喷油量的进气阻力修正MAP2，形成基于转速和喷油量的进气压力设定值MAP3；
S3、发动机的ECU根据形成的进气阻力修正MAP2通过PID调节实时实现对EGR阀开度控制；发动机的ECU根据形成进气压力设定值MAP3通过PID调节实时实现对增压器的开度控制；所述增压器的开度控制指的是对增压器的输出管路上的气体压力和流量的控制；
S4、循环步骤S1-S3通过ECU对发动机进行实时控制。
采用上述装置和方法后，进气阻力压力传感器进行实时进气阻力测量，其中流量传感器用于实时进气流量闭环控制，所测量的实际值与所标定进气流量或废气流量设定值对比，通过PID实时控制EGR阀开度；进气压力传感器用于E-WGT或VGT闭环控制，其所测得的发动机进气压力与所标定进气压力设定值对比，通过PID实时控制E-WGT或VGT开度；通过空气阻力修正曲线及修正MAP分别实时对发动机进气量和进气压力设定值进行修正，减小空滤器阻力对发动机性能和排放的影响。
本发明不受上述实施例的限制，在本技术领域人员来说，基于本发明上具体结构的等同变化以及方法步骤的简单替换皆在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种减少进气阻力对发动机性能影响的装置，包括连接在发动机排气管上的涡轮机和后处理系统，发动机的进气管上依次连接有空滤器、压气机、中冷器和节流阀，在涡轮机和压气机之间装有增压器，涡轮机和发动机之间的排气管的部段与节流阀和发动机之间的进气管的部段之间连接有EGR管路，EGR管路上装有EGR阀和EGR冷却器，其特征在于，所述空滤器和压气机之间的进气管的部段上依次连接有进气阻力压力传感器和流量传感器，进气管与发动机的连接部位设有进气压力传感器，所述增压器、进气阻力压力传感器、流量传感器、进气压力传感器、节流阀和EGR阀皆与发动机的ECU电连接。
2.根据权利要求1所述的减少进气阻力对发动机性能影响的装置，其特征在于：所述发动机的ECU设有比较单元，比较单元中设置有对应发动机进气量和进气压力设定值的空气阻力修正曲线和修正MAP。
3.根据权利要求1所述的减少进气阻力对发动机性能影响的装置，其特征在于：所述发动机的ECU内设有用于读取发动机的转速和喷油量的读取单元以及控制增压器进气量和EGR阀开度的控制单元。
4.根据权利要求1所述的减少进气阻力对发动机性能影响的装置，其特征在于：所述增压器为电控放气阀增压器或可变截面增压器。
5.一种减少进气阻力对发动机性能影响的方法，其特征在于：采用权利要求3中所述的减少进气阻力对发动机性能影响的装置；
S1、发动机的ECU实时读取发动机的转速、喷油量以及进气阻力压力传感器的数值，形成读取的第一实时数据；
S2、发动机的ECU将读取的第一实时数据通过比较单元，根据基于转速和喷油量的进气阻力修正MAP0，形成基于转速和喷油量的进气量设定值MAP1；同时，根据基于转速和喷油量的进气阻力修正MAP2，形成基于转速和喷油量的进气压力设定值MAP3；
S3、发动机的ECU根据形成的进气阻力修正MAP2通过PID调节实时实现对EGR阀开度控制；发动机的ECU根据形成进气压力设定值MAP3通过PID调节实时实现对增压器的开度控制；
S4、循环步骤S1-S3通过ECU对发动机进行实时控制。
6.根据权利要求5所述的减少进气阻力对发动机性能影响的方法，其特征在于：所述增压器的开度控制指的是对增压器的输出管路上的气体压力和流量的控制。
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